Materi Genetik Dan Ekspresi Gen
-
Upload
lulu-hamidah -
Category
Documents
-
view
492 -
download
72
Transcript of Materi Genetik Dan Ekspresi Gen
dr. Prategrini P.Sucifaalinda
STIKES MUHAMMADIYAH BANJARMASIN
DESEMBER 2008
Merupakan proses penerjemahan informasi genetik (dalam bentuk urutan basa) menjadi protein.
Informasi yang dibawa oleh bahan genetik tidak bermakna apapun apabila tidak diekspresikan menjadi fenotip.
Proses ekspresi genetik :◦ Replikasi DNA◦ Transkripsi DNA◦ Translasi DNA
SLIDE BY dr. RATIH 3
DNA terdiri dari dua pita yang saling terpilin (Double stranded DNA = DS-DNA) dikenal dengan istilah “Double Helix”
Dibuat pertama kali oleh James D. Watson dan Francis Crick diperbaiki modelnya oleh Wilkins
DNA sejenis asam nukleat yang tergolong biomolekul utama penyusun setiap organisme yang terletak didalam inti sel.
Peranan utama dalam sel sebagai materi genetik
SLIDE BY dr. RATIH 4
Fungsi DNA◦ Menyediakan instruksi untuk semua generasi
masa depan sel tunggal dan keseluruhan organisme multiseluler
◦ Mengendalikan aktivitas sel dengan menentukan sintesis enzim dan protein lain
◦ Terdapat unit informasi yaitu gen yang dapat menentukan rangkaian asam amino suatu protein tertentu
SLIDE BY dr. RATIH 5
Struktur DNA1. DNA termasuk kelas molekul organik yang
disebut asam nukleat.2. Nukleotida yang merupakan submit asam nukleat
saling dihubungkan oleh ikatan fosfodiester.3. Kedua ujung polinukleotida berbeda satu sama lin
membuatnya menjadi suatu molekul polar.4. DNA heliks ganda5. Kedua untai molekul DNA dipasangkan oleh
pasangan basa komplementer6. Variasi DNA ditemukan pada rangkaian linear
pasangan basa di sepanjang molekulnya.
SLIDE BY dr. RATIH 6
Setiap nukleotida terdiri dari :a. Deoksiribosa, suatu gula berkarbon 5b. Gugus fosfat, yang terikat pada karbon 5’
deoksiribosac. Basa nitrogen, yang terdiri dari empat jenis
berbeda yaitu 2 purin dan 2 pirimidin Struktur molekul DNA yaitu atom karbon
berwarna hitam, oksigen warna merah, nitrogen warna biru, fosfor warna hijau dan hidrogen warna putih.
SLIDE BY dr. RATIH 7
Setiap nukelotida di satu untai berpasangan dengan satu nikleotida spesifik pada untai yang lain Purin dan pirimidin. Basa purin (adenin, guanin), basa
pirimidin (timin dan sitosin). Adenin (A) berpasangan dengan timin (T). Guanin (G) berpasangan dengan sitosin (G)
Pasangan basa komplementer dihasilkan dari pembentukan ikatan hidrogen antara pasangan yang spesifik
A-T membentuk dua ikatan hidrogen G-C membentuk tiga ikatan hidrogen
SLIDE BY dr. RATIH 8
Berperan dalam ekspresi genetik RNA merupakan perantara antara informasi
yang dibawa DNA dan ekspresi fenotipik yang diwujudkan dalam bentuk protein.
Struktur RNA merupakan polimer yang tersusun dari sejumlah nukleotida.
Setiap nukleotida memiliki satu gugus fosfat, satu gugus gula ribosa dan satu gugus basa nitrogen.
SLIDE BY dr. RATIH 9
RNA DUTA (MESSENGER RNA, mRNA) Dibentuk oleh DNA di dalam nukleus Merupakan RNA terpanjang Berperan membawa kode genetik dari DNA
RNA RIBOSOM (RIBOSOMAL RNA, rRNA) Dibentuk oleh DNA, banyak terdapat di dalam ribosom Berperan sebagai mesin rakit asam amino pada proses
sintesis protein dan bergrak ke satu arah sepanjang mRNA
RNA TRANSFER (TRANSFEngR RNA, tRNA) Dibentuk oleh DNA, berada dalam sitoplasma Merupakan RNA terpendek Berperan menterjemahkan kodon dari mRNA dan mengangkut
asam amino yang sesuai dengan mRNA dari sitoplasma ke ribosom utk disusun menjadi protein
SLIDE BY dr. RATIH 10
Sifat yang membedakan
DNA RNA
Gula yang menyusun deoksiribosa ribosa
Bentuk normal Double stranded dan single stranded
Single stranded
Basa purinBasa pirimidin
Guanin, AdeninTimin, Sitosin
Guanin, AdeninUrasil, Sitosin
Jenis/macam Hanya satu 3, RNA duta; RNA transport; RNA ribosom
Tempat Inti Inti sitoplasma dan ribosom
Kadar Tetap Berubah tergantung aktifitas sintesis protein
SLIDE BY dr. RATIH 11
Adalah proses perbanyakan bahan genetik (genom DNA dan RNA)
Kemampuan replikasi DNA ada 2 cara yaitu :◦ Autokatalis : kemampuan memperbanyak diri◦ Heterokatalis : kemampuan DNA mensintesis
molekul lain seperti RNA dan protein Replikasi DNA sangat cepat dan akurat,
diperkirakan 500 nukleotida direplikasi setiap detik.
SLIDE BY dr. RATIH 12
Model Replikasi DNA :a. Replikasi Konservatif
Rantai polinukleotida induk tidak membuka dan kedua rantai polinukleotid Yng dibentuk terdiri atas rantai polinukleotida baru
b. Replikasi dispersifKedua rantai polinukleotida induk terputus-putus dan berfungsi sebagai cetakan.
c. Replikasi semikonservatifSetiap molekul DNA anak pada satu untai DNA parental (lama) dipertahankan untuk berpasangan dengan satu untai yang baru disintesis.
Model Replikasi yang banyak digunakan adalah mod
SLIDE BY dr. RATIH 13
Replikasi DNA merupakan ciri DNA sehingga salinan identik gen dapat diteruskan ke generasi berikutnya.
Setiap untai berfungsi sebagai cetakan untuk menyintesis DNA komplementer baru sesuai dengan aturan khusus pasangan basa
DNA polimerase menyintesis DNA dengan menghubungkan setiap pasangan nukleotida baru ke ujung 3’ untai DNA yang sedang tumbuh
SLIDE BY dr. RATIH 14
1. InisiasiReplikasi diawali ketika protein spesifik mengenali dan
berikatan dengan tempat khusus di sebuah kromosom yang disebut sumber replikasi.
2. PengolahanReplikasi berjalan pada struktur yang disebut garpu
replikasi.a. Arah 5’ ke 3’b. Elongasi yang kontinuc. Sintesis untai tertinggald. Molekul lain DNA polimerase menyintesis untai yang
mengikuti dan tertinggal arah pada garpu replikasi.
SLIDE BY dr. RATIH 15
Kompleks Replikasi DNA polimerase◦ Untuk menggabungkan deoksiribonukleoside trifosfat
Enzim pada garpu replikasi◦ DNA helikase : untuk mempermudah membuka rantai
ganda DNA menjadi dua buah rantai tunggal◦ Protein pengikat untai tunggal◦ RNA primase
Eksonuklease DNA ligase : untuk menyambung bagian-bagian
rantai tunggal DNA yang baru terbentuk
SLIDE BY dr. RATIH 16
Transkripsi adalahPembentukan mRNA dari salah satu pita DNA dengan bantuan enzim RNA polimerase. mRNA membawa pesan DNA untuk memilih polipeptida yang sesuai dalam sintesis protein
Translasi adalah◦ Proses penerjemahan urutan nukleotida yang
ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam-asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein
SLIDE BY dr. RATIH 17
1. Penudungan (copping)2. Inisiasi (start)3. Elongasi (pemanjangan untai nukelotida
RNA4. Terminasi (stop)5. Splicing (pelepasan ekson-ekson)6. Mengangkut mRNA keluar inti lewat pori
inti dan masuk ke sitoplasma
SLIDE BY dr. RATIH 18
1. Pengaktifan asam amino, yang diaktifkan oleh enzim aminoasil tRNA sintetase
2. Inisiasi (dorongan start)3. Elongasi (pemanjangan)4. Terminasi (pengakhiran)5. Pelipatan dan pemprosesan
SLIDE BY dr. RATIH 19
Urutan sintesis protein1.Transkripsi : ss DNA membentuk ss RNA yaitu RNA
duta yang membawa informasi genetik untuk sintesis protein
2.Fase Inisiasi : RNA duta sampai di ribosom dan RNA ribosom mengkode asam amino sesuai dengan informasi genetik yang dibawa RNA duta. RNA transpor membawa asam amino yang sesuai ke ribosom
3.Fase Translasi : RNA duta sebagai “cetakan” mulai bekerja menerjemahkan kode triplet (kodon) yang sesuai dengan antikodon RNA transpor
SLIDE BY dr. RATIH 20
4. Fase Elongasi : RNA duta menggabungkan asam amino-asam amino yang seduai dengan protein
5. Fase Terminasi : kodon yang berisi “NONSENSE CODE” akan bertindak sebagai terminator (penghentian proses)
SLIDE BY dr. RATIH 21
Kode yang dibuat untuk menandai informasi genetik yang dibawa oleh DNA.
Dituliskan dalam rangkaian huruf yang disusun oleh empat macam basa nukleotida yaitu A(Adenin), G (Guanin), C (Sitosin), dan T (Timin); dalam RNA Timin digantikan dengan U (Urasil).
Kodon sebanyak 64 macam tersebut dikenal sebagai kode genetik universal.
SLIDE BY dr. RATIH 22
Kodon adalah urutan basa nukleotida yang terdiri dari 3 nukleotida berurutan (triplet kodon) yang menyandi asam amino tertentu.
Kodon disusun dengan variasi 4 huruf dengan susunan 3 huruf berurutan, sehingga ada 64 kombinasi berbeda.
SLIDE BY dr. RATIH 23
Namun tidak semua ke-64 kodon mengkode asam amino.
UUU, UAG dan UGA merupakan kodon yang memberikan sinyal “berhenti” atau “stop”, yang artinya biosintesis polipeptida akan berhenti pada lokasi kodon-kodon ini. Selebihnya ada 61 kodon pengkode asam amino.
Kodon AUG memberikan sinyal “mulai” atau “start”, yang juga mengkode asam amino metionin.
SLIDE BY dr. RATIH 24
Ala/A Alanin dikode oleh GCU, GCC, GCA, GCG
Arg/R Arginin dikode oleh CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG, AGG
Asn/N Aspargin dikode oleh AAU, AAC Asp/D Asam Aspartat dikode oleh GAU, GAC Cys/C Sistein dikode oleh UGU, UGC Gln/Q Glutamin dikode oleh CAA, CAG Gly/E Asam Glutamat dikode oleh GAA, GAG
SLIDE BY dr. RATIH 25
Gly/G Glisin dikode oleh GGU, GCG, GGA, GGG
His/H Histidin dikode oleh CAU, CAC Ile/I Isoleusin dikode oleh AUU, AUC, AUA “Start” dikode oleh AUG Leu/L Leusin dikode oleh UUA, UUG, CUU,
CUC, CUA, CUG Lys/K Lisin dikode oleh AAA, AAG Met/M Metionin dikode oleh AUG
SLIDE BY dr. RATIH 26
Phe/F Phenilalanin dikode oleh UUU, UUC Pro/P Prolin dikode oleh CCU, CCC, CCA, CCG Ser/S Serin dikode oleh UCU, UCC, UCA,
UCG, AGU, AGC Thr/T Treonin dikode oleh ACU, ACC, ACA,
ACG Trp/T Triptofan dikode oleh UCG Tyr/W Tirosin dikode oleh UAU, UAC Val/V Valin dikode oleh GUU, GUC, GUS dan
GUG “Stop” dikode oleh UAG, UGA, UAA
SLIDE BY dr. RATIH 27